Возможно, в скором времени для измерения давления не понадобится покупать тонометр или недешевые умные часы – достаточно будет приобрести специальный чехол для смартфона с соответствующим датчиком. Именно такая система разработана сотрудниками Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ», и она демонстрирует очень хорошую точность измерений – 96%.
В «ЛЭТИ» обучили нейросети измерять давление по данным электрокардиограммы (ЭКГ) и фотоплетизмограммы (ФПГ) с помощью смартфона. Разработка может настраиваться под пользователя индивидуально и измерять артериальное давление в любом месте.
«Мы разработали систему, которая автоматически определяет артериальное давление человека по данным фотоплетизмограммы, собранных с помощью датчика, встроенного в чехол смартфона. Такие датчики сегодня активно используются и производятся различными компаниями. Для работы системы мы обучали «ансамбль» нейросетей на основе данных, собранных датчиком российской компании CardioQVARK. Устройство имеет сертификацию», – сказал один из авторов разработки Никита Антипов.
Сначала исследователи сформировали базу данных информации для обучения нейросети. Для этого они с помощью чехла с датчиком получали сигналы ЭКГ и ФПГ у пациента. Всего было сделано около 500 записей в различных условиях, например, при физической нагрузке или в состоянии покоя. Данные содержали большое количество помех, поэтому ученым потребовалось провести работу по предварительной обработке сигналов.
Работа проходила с двумя типами нейронных сетей – полносвязной сетью прямого распространения и сверточной. Оказалось, что их уровень точности различался в зависимости от ситуаций, в которых проводилось измерение. Поэтому для улучшения достоверности системы авторы приняли решение применить оба варианта нейросетей в виде «ансамбля».
«Полученная система может быть настроена на параметры организма конкретного пользователя. Сам процесс не требует манжеты и больших затрат времени, может проводиться в любом месте и в любое время, а система работает автоматически. Для ее работы необходим только чехол с датчиком, а информация об измерении будет выводиться на смартфон пользователя. По нашим данным, точность измерения артериального давления составляет около 96%», – добавил Антипов.